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Veranschaulichung: ein Zustand in einem Doppelmuldenpotenzial, der bei sich ändernder Antriebskraft kippt und mit Hysterese zurückkehrt

Risk Academy, geleitet vom Nexus Consortium · Systeme und Nexus-Studien · Fachbereich Systemisches Risiko und Komplexität

Thresholds, early warning signals and the resilience that keeps systems away from them

Kipppunkte und Resilienz von Erd- und Sozialsystemen

Tipping points and resilience is the study of thresholds beyond which a system shifts abruptly, and often irreversibly, to another state, and of the properties that keep it from doing so.

01Geltungsbereich

Was die Disziplin abdeckt

Die Unterthemen, die ihre Kurse und Labore lehren.

Kurse
In Vorbereitung
Stufen
In Entwicklung
Labore
In Entwicklung
  • Bifurcations and alternative stable states
  • Climate tipping elements: ice sheets, ocean circulation, tropical forests, coral reefs, permafrost
  • Ecological regime shifts
  • Social and economic tipping points
  • Frühwarnung signals: critical slowing down, variance and autocorrelation
  • Resilience measurement and recovery rates
  • Tipping cascades between elements
  • Positive tipping points in technology and behaviour
  • Governance of tipping risks
02Karten

Einen Zwilling für jeden Ort bauen

Search any place or open the world; the layers and generators follow tipping points and resilience of Earth and social systemen on the planet map, the globe and in 3D.

Der Tonle Sap und der untere Mekong bei Phnom Penh: ein flacher Plan des Fakultäts-Zwillings. Gelände 0 bis 1,700 m; Fluss 2,956 km; 14 Staudämme; 6 Kraftwerke, 88 MW; Baumbedeckung 37.8 Prozent des Kastens; Ackerland 39.9 Prozent des Kastens; Bebaut 0.9 Prozent des Kastens; Dauerhaftes Wasser 4.7 Prozent des Kastens; Flussabfluss, GloFAS über Open-Meteo: live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Vegetationsindex, MODIS Terra NDVI 8-Tage: live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Ausdehnung des Oberflächenwassers, OPERA DSWx (HLS): der Flutpuls: live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Landbedeckungsklassen, MODIS IGBP (jährlich): live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird. Konturen alle 250 Meter aus dem Höhenraster; benannte Flüsse nach Klasse; Anteile von Ackerland, Baumbedeckung, Wasser und bebauter Fläche (ESA WorldCover 2021) als die Klasse, die ein Viertel oder mehr jeder Zelle einnimmt; Staudämme als Markierungen; Kraftwerke als Markierungen.
The Tonle Sap and the Lower Mekong at Phnom Penh, Cambodia. Flache Darstellung derselben Daten: der See und die Flüsse, die Talsperren, die Kraftwerke nach Leistung, die Zellen für Ackerland und Baumbedeckung und die Zahlen darunter. Der 3D-Zwilling öffnet sich auf Geräten, die ihn darstellen können, sobald seine Daten und sein Code geprüft sind; Abfluss, Vegetation, Oberflächenwasser und die jährliche Landbedeckung werden im Zwilling auf Anfrage geladen, jeweils mit ihrem Datenstand.
  • Terrain 0 to 1,700 m
  • River 2,956 km
  • 14 dams
  • 6 power plants, 88 MW
  • Tree cover 37.8 percent of the box
  • Cropland 39.9 percent of the box
  • Built-up 0.9 percent of the box
  • Permanent water 4.7 percent of the box
  • River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens
  • Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): the flood pulse: read live when the 3D twin opens
  • Land cover classes, MODIS IGBP (annual): read live when the 3D twin opens
Credits and dates per layer are listed under the stage. Relief in the twin is exaggerated ×1.5 for legibility.

Drag to move, right drag or Shift with a drag to turn and tilt, Ctrl with the wheel to zoom. Keyboard: arrows move, Shift with arrows turn and tilt, + and – zoom, 0 resets, V steps through the views, Escape clears.

Flache Darstellung derselben Daten: der See und die Flüsse, die Talsperren, die Kraftwerke nach Leistung, die Zellen für Ackerland und Baumbedeckung und die Zahlen darunter. Der 3D-Zwilling öffnet sich auf Geräten, die ihn darstellen können, sobald seine Daten und sein Code geprüft sind; Abfluss, Vegetation, Oberflächenwasser und die jährliche Landbedeckung werden im Zwilling auf Anfrage geladen, jeweils mit ihrem Datenstand.

Die dargestellten Grenzen, Namen und Bezeichnungen bedeuten weder ein Urteil über den Rechtsstatus eines Gebiets noch eine Billigung oder Anerkennung dieser Grenzen. Länder: Natural Earth (gemeinfrei).

03Live-Karte

People and exposure in Bangladesh

Population density, night-time lights, air quality, heat and floods, over Bangladesh.

Die interaktive Karte benötigt JavaScript; die Ebenenliste und die Quellen finden Sie unten.

Ebenen 2

Menschen und Exposition

Über diese Ebene
Evidenz
Geschätzt
Quelle
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University))
Anbieter
NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University)
Lizenz
CC BY 4.0
Jahrgang
null; Zensusbasierte Schätzung, statisch (2020)
Beschluss
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Zensusbasierte Schätzung der Einwohner je Quadratkilometer im Jahr 2020, als Kontext zur Exposition dargestellt; keine Zählung der von einer Gefahr betroffenen Menschen.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Anbieter
NASA LAADS DAAC
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
täglich; Satellitenstrahldichte, korrigiert um Mondlicht und Atmosphäre
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-12
Beschluss
Raster von etwa 500 m
Unsicherheit
Nächtliche Satellitenstrahldichte für das angezeigte Datum; Lichter sind ein Näherungswert für Stromverbrauch und Ausfälle, keine Messung von Versorgung oder Zugang.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (Wolken hinterlassen Lücken)
Quelle
OMI Aura (NASA GES DISC)
Anbieter
NASA GES DISC
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
täglich; Satellitenabruf; Wolken hinterlassen Lücken
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-10
Beschluss
Raster von etwa 2 km
Unsicherheit
Satellite column of nitrogen dioxide in the lower atmosphere on the day shown, mostly from combustion; not a ground-level concentration or a health warning.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (anhaltende Bewölkung hinterlässt weiterhin Lücken)
Quelle
VIIRS NOAA-20 Level 3, 8 Tage (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
8 Tage; Satelliten-Komposit über 8 Tage; anhaltende Bewölkung hinterlässt weiterhin Lücken
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-09-14
Beschluss
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Satellitengestützte Oberflächentemperatur des Bodens über die 8 Tage bis zum angezeigten Datum, ein Indikator für Hitzeexposition; keine Lufttemperatur, kein Hitzeindex und keine Hitzewarnung.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (Wolken hinterlassen Lücken)
Quelle
VIIRS Global Flood Product (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
täglich; Satellitenerkennung; Wolken hinterlassen Lücken
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-14
Beschluss
Raster von etwa 250 m
Unsicherheit
Satellitenerkennung; Wolken hinterlassen Lücken. Satelliten- oder Modellraster, wie es der Anbieter veröffentlicht. Wolken, Streifenlücken und Rückgewinnungsfehler hinterlassen Lücken und Rauschen; die Werte sind Indikatoren, keine Messungen an einem Ort.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben

Zuletzt verfügbar

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL) · Natural Earth

Die neuesten NASA-Bilder werden geladen.

Zum Verschieben ziehen. Zum Zoomen Strg oder ⌘ gedrückt halten und scrollen, die Zwei-Finger-Geste oder die Schaltflächen verwenden; für die Werte unter dem Zeiger darüberfahren; Zurücksetzen kehrt zur Region zurück.

People and exposure, framed on Bangladesh.Satelliten- und Modellprodukte, wie sie die NASA veröffentlicht, jeweils mit eigenem Datum. Sie sind Indikatoren, keine Bewertungen eines Ortes.

Daten: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap-Mitwirkende · Natural Earth · NASA EONETQuellen und Lizenzen

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). Offene NASA-Daten
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). Offene NASA-Daten
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Lizenziert unter CC BY 4.0. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • VIIRS-Black-Marble-Nachtlichter, NASA Goddard Space Flight Center; verbreitet vom NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC); Bildmaterial über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • OMI-Stickstoffdioxid (Aura) und OMPS-Aerosolindex (Suomi NPP), NASA; verteilt vom NASA GES DISC; Bilddaten über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte wo dargestellt in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • VIIRS-Produkte in Beinahe-Echtzeit (Überflutung, Landoberflächentemperatur, Schneebedeckung, korrigierte Reflexion), NASA LANCE; Bildmaterial über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • ASTER GDEM ist ein Produkt von METI und NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); Bildmaterial über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Zitierweise: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Offene NASA-Daten
  • Erstellt mit Natural Earth. Freie Vektor- und Rasterkartendaten @ naturalearthdata.com. Gemeinfrei
  • © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL), über NASA GIBS (Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen). Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo angezeigt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; Bilddaten über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbkarte neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • Kontext auf Globus und flacher Karte: Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen aus den Referenzebenen von NASA GIBS (OpenStreetMap-Daten, ODbL, © OpenStreetMap contributors); Blue-Marble-Bilddaten als optionale Basis; 3D-Gelände und Höhenanzeige aus dem Höhenfarbindex des ASTER GDEM (Klassen von 5 m bis 200 m, zur besseren Lesbarkeit überhöht). Grenzen werden wie veröffentlicht dargestellt und beziehen keine Position zu einem Gebiet.
  • Globus: MapLibre GL JS 6.9.1, BSD-3-Clause, © MapLibre contributors.
  • Live-Ereignisse: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET). Die Ereignisse sind indikativ und behalten ihre ursprünglichen Quellenlinks.
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Luftqualitätsvorhersage, 5 Tage, PM2.5 (CAMS über Open-Meteo): enthält veränderte Informationen des Copernicus Atmosphere Monitoring Service 2026.
  • Wetterdaten von Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Optionale Ebenen (7 Quellen in der Ebenenliste: live, Vorhersage, beobachtet und Kontext) zeigen ihren Anbieternachweis auf der Karte und hier, wenn sie eingeschaltet sind; Vorhersagen sind Modellausgaben, abgeleitete Indizes sind Schätzungen.

Ebenen und Daten

  • Bevölkerungsdichte, 2020: Bevölkerung: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statisch
  • Nachtlichter, täglich: VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12. Okt. 2026
  • Stickstoffdioxid, Säule der unteren Atmosphäre: OMI Aura, NASA GES DISC · 10. Okt. 2026
  • Landoberflächentemperatur, Tag, 8-Tage-Komposit: VIIRS NOAA-20 Level 3, 8 Tage, NASA LANCE · 14. Sept. 2026
  • Hochwasser, 3-Tage-Komposit: VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14. Okt. 2026

04Das Fach

Das Fach, Methoden und Messgrößen sowie Debatten und Gremien

Das Fachgebiet und sein Umfang

For climate and ecosystem analysts, resilience planners and investors who need to recognise approaching thresholds, read early-warning evidence critically and judge what keeps a system away from a transition.

05Die Methode

Verlangsamung vor dem Umkippen: wie eine Erholungsrate zum Frühwarnsignal wird

As a forcing approaches a tipping threshold the system recovers from small knocks ever more slowly; that slowing shows up as rising autocorrelation and variance in a long record, and the trend in those statistics, not any single value, is what an early warning signal reads.

Quellen: Scheffer et al., Early-warning signals for critical transitions (2009); Dakos et al., Slowing down as an early warning signal for abrupt climate change (2008); Armstrong McKay et al., Exceeding 1.5°C global warming could trigger multiple climate tipping points (2022); Boers, Observation-based early-warning signals for a collapse of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (2021).

06Im Überblick

Im Überblick, Zentrum und Kurse

Tipping points and resilience of Earth and social systems at a glance

risksacademy.comsystems-nexusdiscipline

Tipping points and resilience of Earth and social systems: 0 primary courses open, 0 in preparation and 0 also taught here, across 9 subtopics. Courses: none yet.
Tipping points and resilience of Earth and social systems at a glance
  • Open, 0
  • In preparation, 0
  • Subtopics, 9
Drawn as a network cascade: the discipline as the source, its courses as the first tier and connected disciplines as the second.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
ZwillingsbaukastenEinen Zwilling für jeden Ort bauenPraxisbeispiel: der Tonle Sap und der untere Mekong bei Phnom Penh · 5 Generatoren · 13 Ebenen · 2 Instrumente
07Konsole

How Tipping points and resilience of Earth and social systems is taught, as a process you can run

Press Play to run this process from this page’s own data.

08Lernen

Erfolge, wo dies praktiziert wird, praktiziert in und über das Ökosystem hinweg

Erfolge in dieser Disziplin

  1. Kurserfolge

    One for each course with this as its primary discipline, earned when you pass the course’s assessed activities.

  2. Department: Systemic Risk and Complexity

    Earn two discipline achievements in the Department of Systemic Risk and Complexity. In development.

Ein Erfolg ist ein Nachweis des hier abgeschlossenen und geprüften Lernens. Wie Anerkennung funktioniert.

09Mitwirken

Mitwirken in Systemen und Nexus-Studien

Beginnen Sie bei Ihrer Rolle.

10Quellen

Grundlegende Quellen und wo man beginnt

Start with Scheffer, then Lenton, then Scheffer.

11Fragen

Fragen, Antworten und Schlüsselbegriffe

Ist das Studium hier kostenfrei?
Ja. Alle Kurse und Lernmaterialien der Risk Academy, geleitet vom Nexus Consortium, sind kostenfrei, im eigenen Tempo oder in einer Kohorte. Die reguläre Teilnahme ist gebührenfrei. Bezahlte Arbeit, Praktika und Fellowships sind gesonderte Vereinbarungen.
Was bringt mir der Abschluss eines Kurses?
Ein Abschlussnachweis: der Kurs, seine Version, das Datum und der Gegenstand der Prüfung, standardmäßig privat und von Ihnen geteilt. Nachweise bauen sich zu Leistungsnachweisen für Disziplin, Abteilung und Programm auf. Ein Nachweis gibt an, was studiert und geprüft wurde, und bescheinigt keine Kompetenz. Er ist weder eine Zulassung noch ein Berufstitel noch ein Beschäftigungsstatus.
Woher stammen die Daten und die Orte?
Jede Fakultät lehrt an einem Zwilling eines realen Ortes, der aus offenen Daten aufgebaut ist. Jede Ebene nennt Anbieter, Lizenz und Datum, und jedes Ergebnis der Academy nennt seine Quelle. Karten und Zahlen sind Indikatoren für die Lehre, niemals eine Bewertung eines Ortes.
How do I take part beyond the courses in tipping points and resilience of Earth and social systems?
Bilden Sie eine Kompetenzzelle aus drei bis sieben Personen, bearbeiten Sie einen gemeinsamen Lernpfad, übernehmen Sie eine betreute Aufgabe in den nationalen Arbeitsgruppen oder bringen Sie eine Kohorte aus Ihrer Institution mit. Für Organisationen.

Schlüsselbegriffe

Begriff

Kipppunkt

A critical threshold at which a small change pushes a system into a qualitatively different state.

Begriff

Kritische Verlangsamung

The slower recovery from small perturbations as a system approaches a tipping point.

Begriff

Hysterese

Die Eigenschaft, dass ein System nicht in seinen früheren Zustand zurückkehrt, wenn der Antrieb umgekehrt wird.

Begriff

Kippelement

A large component of the Earth system that may pass a tipping point, such as an ice sheet or the Amazon forest.

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Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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